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(共43张PPT)
增分练（三）
1. 铊（Tl）本身是一种剧毒物质，为毒性最大的金属元素之一，但是铊在
工业中的用途非常广泛，主要存在于一些矿物和工业废水中，也可以从
含铊的合金中提取。从某铅锌厂的富铊灰（主要成分为PbO、FeO、
Fe2O3、ZnO、Tl2O）中回收铊的工艺流程如图所示：
1
2
3
4
①在氯化物—硫酸水溶液中，铊元素以 形式存在；
②萃取过程的反应原理为H＋＋R＋ HRTlCl4。
已知：
请回答下列问题：
（1）基态81Tl原子核外电子的运动状态有 种。
81
1
2
3
4
解析：富铊灰的主要成分有PbO、Fe2O3、FeO、ZnO、Tl2O等，富铊灰中加入KMnO4、H2SO4的混合溶液浸取时ZnO转化为ZnSO4，PbO转化为PbSO4，Fe2O3转化为Fe2（SO4）3，FeO被氧化为 Fe2（SO4）3，再加入NaCl溶液，Tl2O转化为 ，过滤所得滤液中加入萃取剂发生反应H＋＋R＋ HRTlCl4，然后反萃取得到 ，加入还原剂还原、氯化和沉淀得到 TlCl，TlCl“焙烧”“水浸”得到 Tl2SO4溶液，最后加入锌发生置换反应得到 Tl和ZnSO4溶液。（1）基态81Tl原子核外电子的运动状态有81种。
1
2
3
4
（2）“浸取Ⅰ”过程中为提高铊的浸取速率，可采取的措施有
（写出两条）。
解析： “浸取Ⅰ”过程中为提高铊的浸取速率，可采取的措施有搅拌、适当升温、增大混合液浓度等。
搅拌、
适当升温、增大混合液浓度等
1
2
3
4
（3）写出“浸取Ⅰ”中Tl2O发生反应的化学方程式：
，
“滤渣”的主要成分是 （填化学式）。
解析：“浸取Ⅰ”中Tl2O被高锰酸钾氧化为Tl3＋，根据得失电子守恒及元素守恒得化学方程式为5Tl2O＋4KMnO4＋21H2SO4 5Tl2（SO4）3＋4MnSO4＋21H2O＋2K2SO4；“滤渣”的主要成分是PbSO4。
5Tl2O＋4KMnO4
＋21H2SO4 5Tl2（SO4）3＋4MnSO4＋21H2O＋2K2SO4
PbSO4
1
2
3
4
（4）请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入CH3COONH4溶液
的原因：
。
解析： “反萃取”过程中加入CH3COONH4，CH3COO－与H＋反应，减小H＋浓度，平衡逆向移动，使Tl元素以 形式重新进入水层。
CH3COO－与H＋反应，减小H＋浓度，平衡逆向移动，
使Tl元素以 形式重新进入水层
1
2
3
4
（5）写出“还原氯化沉淀”中反应的离子方程式：
。
解析： “还原氯化沉淀”中反应的离子方程式：
＋S ＋H2O S ＋TlCl↓＋3Cl－＋2H＋。
＋S
＋H2O S ＋TlCl↓＋3Cl－＋2H＋
1
2
3
4
（6）通过沉淀法也可以去除工业废水中的Tl＋和Tl3＋。
①已知Ksp（Tl2S）＝5×10－21，某地区规定工业污水中铊的污染
物排放限值为5.1×10－3 mg·L－1，若铊的含量符合国家排放限
值，则处理后的废水中c（S2－）≥ mol·L－1（假设污
水中铊全部以Tl＋形式存在）。
8×10－6
1
2
3
4
②向含铊废水中加入溴水，使Tl＋充分被氧化成Tl3＋，调节溶液
pH，沉淀去除铊元素。若pH过大，铊元素去除率下降的原因
是 。
Tl（OH）3沉淀又转化成[Tl（OH）4]－进入溶液
解析： ①c（Tl＋）＝ ＝2.5×10－8 mol·L－1，Ksp（Tl2S）＝c2（Tl＋）·c（S2－）＝5×10－21 c（S2－）＝ ＝ mol·L－1＝8×10－6 mol·L－1；②Tl与Al同族，Tl（OH）3与Al（OH）3化学性质相似，能溶于碱溶液中，当pH过大时，Tl的主要存在形式为[Tl（OH）4]－，即Tl（OH）3沉淀又转化成[Tl（OH）4]－进入溶液，因此Tl元素去除率下降。
1
2
3
4
2. NaHCO3用途广泛。某实验小组同学围绕NaHCO3开展如下实验活动。
Ⅰ.配制溶液
（1）配制500 mL 0.10 mol·L－1的NaHCO3溶液，需要称量NaHCO3固体的
质量为 g。
4.2
解析：配制500 mL 0.10 mol·L－1的NaHCO3溶液，需要称量NaHCO3固体的质量为0.5 L×0.10 mol·L－1×84 g·mol－1＝4.2 g。
1
2
3
4
（2）配制上述溶液的过程中，用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴
管外，还有 （填字母）。
BD
解析：配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算、称量、溶解、
移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等，用到的玻璃仪器：烧杯、玻璃
棒、量筒、胶头滴管、500 mL容量瓶，缺少的玻璃仪器为500 mL容
量瓶和烧杯，答案为B、D。
1
2
3
4
Ⅱ.实验探究
探究温度对0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液pH的影响，进行如下实验（不考虑
水的挥发）。
实验序号 操作 测试温度（T） pH
1 采用水浴加热，将0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液从25 ℃持续升温至65 ℃，每隔10 ℃测量并记录溶液pH 25 ℃ A1
35 ℃ A2
45 ℃ A3
55 ℃ A4
65 ℃ A5
1
2
3
4
（3）NaHCO3溶液显碱性的原因是 （用
离子方程式表示）。
HC ＋H2O H2CO3＋OH－
解析：碳酸氢根离子水解导致碳酸氢钠溶液显碱性，离子方程式为HC ＋H2O H2CO3＋OH－。
1
2
3
4
（4）实验1中测得A1＞A2＞A3，可知当25 ℃≤T≤45 ℃时，0.10
mol·L－1 NaHCO3溶液的pH随温度升高而减小，这主要是Kw改变
与水解平衡移动共同作用的结果，其中 发挥主导作
用。实验1中测得A5＞A4＞A3，且当45 ℃＜T≤65 ℃时，实验过
程中观察到有气泡产生。
Kw改变
解析：当25 ℃≤T≤45 ℃时，0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液的pH随温度升高而减小；而升高温度，Kw增大，使c（H＋）增大，pH减小；温度升高，水解平衡向右移动，使c（OH－）增大，pH增大，而溶液的pH随温度升高而减小，说明Kw的改变发挥了主导作用。
1
2
3
4
（5）针对（4）中实验现象，小组同学继续开展探究。
查阅资料：NaHCO3溶液中存在平衡：2HC CO2↑＋H2O＋C 。
提出猜想：对于0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液，当25 ℃≤T≤45 ℃
时，该反应进行程度很小；当45 ℃＜T≤65 ℃时，该反应进行程度
明显增大。
实验验证：该小组同学设计如下方案进行实验，进一步验证猜想。
补充表格内容。
1
2
3
4
实验序号 操作 测试温度 pH
2 采用水浴加热，①
，然后冷却至25 ℃，并记录溶液pH 25 ℃ B1
3 采用水浴加热，将0.10 mol·L－1
NaHCO3溶液从25 ℃升温至65 ℃，
然后冷却至25 ℃，并记录溶液pH 25 ℃ B2
将0.10 mol·L－
1NaHCO3溶液从25 ℃升温至45 ℃
1
2
3
4
实验结论：②根据实验1～3的结果，小组同学认为猜想成立，其判
断依据是 。
拓展总结：③NaHCO3溶液中存在HC 的自偶电离平衡：2HC
H2CO3＋C ；25 ℃时，HC 自偶电离的平衡常数为
[保留两位有效数字；已知：25 ℃时，Ka1（H2CO3）＝4.2×10－7；Ka2（H2CO3）＝5.6×10－11]。当温度升高时，H2CO3更易分解，CO2从体系逸出，促进了NaHCO3在溶液中的分解。
B2＞B1≈A1（或B1≈A1、B2＞B1或B1≈A1、B2＞A1）
1.3×10－4
1
2
3
4
解析：①实验2和实验3要验证提出的猜想，需要将0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液升高到45 ℃及以上，再降低到室温，比较pH的变化，如果pH升高说明发生了反应：2HC CO2↑＋H2O＋C ，根据实验3的操作，实验2的操作为采用水浴加热，将0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液从25 ℃升温至45 ℃，然后冷却至25 ℃，记录pH；
1
2
3
4
②如果在45 ℃＜T≤65 ℃时，升高温度，反应2HC CO2↑＋H2O＋
C 进行程度明显增大，则实验3的pH会比实验2大，而实验2的pH与A1
接近，即B2＞B1≈A1；③根据碳酸氢根离子的自偶电离方程式：
2HC H2CO3＋C ，自偶电离平衡常数K＝ ，
Ka1＝ ，Ka2＝ ， ＝
＝K，即HC 自偶电离平衡常数K＝ ＝
≈1.3×10－4。
1
2
3
4
（6）写出NaHCO3在生产或生活中的一种应用：
。
治疗胃酸过多、用于制
作膨松剂等（任写一种即可）
解析： NaHCO3在生产或生活中可用于制作膨松剂、治疗胃酸过多等。
1
2
3
4
3. 为实现碳中和，将CO2在一定条件下转化为化工原料，其中CO2和H2可
发生如下两个平行反应：
①CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g） ΔH1＝＋41.17 kJ·mol－1
ΔS1＝＋42.08 J·mol－1·K－1
②CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）
ΔH2＝－48.97 kJ·mol－1 ΔS2＝－177.16 J·mol－1·K－1
（1）根据所给信息，若要反应②自发进行，需要控制温度范围为
℃（保留一位小数）。
低
于3.4
1
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4
解析：根据反应自发进行的条件，若反应②自发进行，则自由能变ΔG＝ΔH－TΔS＝－48.97 kJ·mol－1－（－177.16 J·mol－1·K－1×10－3 kJ·J－1）T＝－48.97 kJ·mol－1－（－0.177 16 kJ·mol－1·K－1）T＜0，解得T＜276.4 K，即低于276.4－273＝3.4 ℃。
1
2
3
4
（2）将CO2和H2按物质的量之比1∶3通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应①和反应②，在相同的时间内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下表所示。
［已知：X代表CH3OH的选择性，CH3OH的选择性＝ ×100％，Y代表甲醇的产率％］
温度
/K 催化剂A[CZ（Zr-1）T] 催化剂B（CZT） X（甲醇选择性） Y（甲醇产率） X（甲醇选择性） Y（甲醇产率）
483 38 2 19 0.9
503 26 4.5 33 2.2
523 23 3.9 30 1.9
543 18 3 25 1.8
563 16 3 25 1.6
1
2
3
4
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是 （填字母）。
A. 483 K B. 503 K
C. 催化剂B（CZT） D. 催化剂A[CZ（Zr-1）T]
②503 K以上，升高温度导致CO2的转化率增大，甲醇的产率降
低，可能的原因是


。
BD
温度升高，反应速率加快，反应①是吸热反
应，向正反应方向进行，相同时间内消耗CO2量增多，故CO2转化
率增大；反应②为放热反应，升高温度，反应向左进行，制甲醇
以反应②为主，甲醇的选择性降低，故甲醇的产率降低
1
2
3
4
解析：①根据表格中的数据绘制图像，根据甲醇的选择性和甲醇产率最高的点寻找温度，再根据温度相同时甲醇选择性和甲醇产率较高的点找催化剂。温度选503 K，催化剂选催化剂A[CZ（Zr-1）T]，选BD；②503 K以上，升高温度导致CO2的转化率增大，甲醇的产率降低，可能的原因是温度升高，反应速率加快，反应①是吸热反应，向正反应方向进行，相同时间内消耗CO2量增多，故CO2转化率增大；反应②为放热反应，升高温度，反应向左进行，制甲醇以反应②为主，甲醇的选择性降低，故甲醇的产率降低。
1
2
3
4
（3）假设在容器容积不变的条件下只发生上述反应②，下列说法中，
能判断反应②达到平衡状态的有 （填字母）。
A. 混合气体总压强不再变化
B. 断裂3 mol H—H的同时断裂2 mol O—H
C. CO2和H2的物质的量之比不再变化
D. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
E. 混合气体的密度不再变化
F. c（H2O）保持不变
ADF
1
2
3
4
解析：A项，反应②为气体分子数减小的反应，气体压强是变化的量，压强不再变化，说明反应达到平衡，正确；B项，水中和甲醇中都含有O—H，则断裂3 mol H—H的同时断裂2 mol O—H不能证明正、逆反应速率相等，不能证明反应达到平衡，错误；C项，若加入的CO2和H2物质的量之比等于化学计量数之比，任何时候CO2和H2的物质的量之比都不变，CO2和H2的物质的量之比不再变化，不能说明正、逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，错误；D项，气体物质的总质量不变，反应的气体分子数减小，气体的总物质的量是变化的量，气体平均相对分子质量是变化的量，当气体平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡，正确；E项，容器的容积不变，且反应物和产物都是气体，总质量不变，则混合气体的密度不是变量，密度不变，不能证明反应达到平衡，错误；F项，c（H2O）保持不变，容器容积不变，则水的物质的量不再变化，说明反应达到平衡，正确。
1
2
3
4
（4）若容积不变的密闭容器中只发生上述反应①，在进气比n（CO2）∶n（H2）不同、温度不同时，测得相应的CO2平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度：T（B） （填“＜”“＞”或“＝”）T（　D　）。
＜
1
2
3
4
解析：B点进气比n（CO2）∶n（H2）＝1∶1，设投料均为1 mol，CO2转化率为60％，则平衡后CO2、H2、CO、H2O分别为0.4 mol、0.4 mol、0.6 mol、0.6 mol，反应为气体分子数不变的反应，则此时KB＝ ＝2.25；同理，D点进气比n（CO2）∶n（H2）＝1.5∶1，KD＝3，由B至D平衡常数变大，且反应①为吸热反应，升高温度平衡正向移动，故B和D两点的温度：T（B）＜T（D）。
1
2
3
4
（5）250 ℃，在甲（容积为4 L）、乙（容积为2 L）两刚性容器中分别充入2 mol CO2和6 mol H2在适宜的催化剂作用下发生反应②，容器内总压强随时间变化如图所示：
①其中B曲线对应 （填“甲”或“乙”）容器中压强的变化
情况。
甲
②利用图中数据计算250 ℃该反应的分压平衡常数Kp
＝ MPa－2（结果用分数表示）。

1
2
3
4
解析：①甲、乙两刚性容器中分别充入相同量的CO2和H2，曲线B的总压强始终小于曲线A，所以曲线B代表的容器应该是容积较大的甲容器；②根据图中的A曲线可知，反应前容器的总压强为4 MPa，达到平衡后总压强为2.8 MPa，设CO2转化了x MPa，根据同温同压下气体的压强与物质的量成正比，则可列三段式如下：
　 　　CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）
起始/MPa 1 3 0 0
转化/MPa x 3x x x
平衡/MPa 1－x 3－3x x x
则有（1－x）＋（3－3x）＋x＋x＝2.8，x＝ ，则Kp＝ ＝ ＝ MPa－2。
1
2
3
4
4. 艾曲波帕（K）可用于治疗短期特发性血小板减少性紫癜，其合成路线
如图所示。
（1）A的化学名称为 。
邻溴苯酚（或2-溴苯酚）
1
2
3
4
解析：A为 ，A与硝酸发生取代反应生成的B为 ，B
与CH3I发生取代反应生成的C为 ，C与
发生取代反应生成的D为 ，E发生还原反应生成的F为 ，F与J反应生成艾曲波帕（K）。
（1）A为 ，因此A的化学名称为邻溴苯酚或2-溴苯酚。
1
2
3
4
（2）写出A→B的化学方程式：
。
＋HNO3 　 ＋
H2O
解析： A与硝酸发生取代反应生成的B为 ，A→B的化学方程
式： ＋HNO3 ＋H2O。
1
2
3
4
（3）设计B→C和D→F两个步骤的目的是
。
解析：设计B→C和D→F两个步骤的目的是保护酚羟基，将硝基还
原为氨基。
保护酚羟基，将硝基还原为
氨基
1
2
3
4
（4）F的结构简式为 。
解析： 根据分析可知F的结构简式为 。
1
2
3
4
（5）Ⅰ的结构为 。
①Ⅰ中官能团的名称为 。
酯基、酮羰基
②Ⅰ的同分异构体中，同时满足下列条件的有 种（不考虑立
体异构）。
a.分子内有一个五元环
b.只含醛基和羟基两种官能团
c.同一个碳原子上不能连两个羟基
6
1
2
3
4
③Ⅰ可以与Na反应生成Na＋[ ]－，是因为其分子中碳
原子上的氢活性很强，从结构角度解释氢活性很强的原因为

。
酮
羰基和酯基中氧的电负性大于碳，导致其中碳原子的正电性增
强，继而使亚甲基中的碳氢键极性增强
1
2
3
4
解析： ①Ⅰ中官能团的名称为酯基、酮羰基；②Ⅰ的分子式为C6H10O3，不饱和度为2，其同分异构体满足下列条件：a.分子内有一个五元环；b.只含醛基和羟基两种官能团，说明没有含氧杂环；c.同一个碳原子上不能连两个羟基。由此可知符合条件的同分异构体
有： 、 、 、 、 、 ，
共有6种；③Ⅰ可以与Na反应生成Na＋[ ]－，是因为I分子中酮羰基和酯基中氧的电负性大于碳，导致其中碳原子的正电性增强，继而使亚甲基中的碳氢键极性增强。
1
2
3
4
（6）参照上述流程，以 和
为有机原料，合成另一种试剂L，写出合成路
线 　　　　 　　。
1
2
3
4
答案：
1
2
3
4
解析：根据题干中的合成路线，以 和 为有
机原料，合成另一种试剂L（ ），合成路线
为 。
1
2
3
4

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